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1、精馏实验装置说明书(乙醇-丙醇体系)北京化工大学化工原理教研室一、实验目的: 1、测定全回流条件下的全塔效率和单板效率 2、测定部分回流条件下的全塔效率 3、测定精馏塔的塔板浓度(温度)分布 二、原理: 本设备为DES 型精馏实验装置。精馏塔共有8块塔板,塔身的结构尺寸为:塔内径为50mm ,塔板间距为80mm ,溢流管截面积为80mm 2,溢流堰高为12mm ,底隙高度为5mm ,每块塔板上开有直径为1.5mm 的小孔,正三角形排列,孔间距为6mm 。除7、8板外,每块塔板上都有液相取样口。为了便于观察塔板上的气液接触状况,在7与8板间设有一节玻璃视盅。蒸馏釜的尺寸1084400mm ,装有
2、液面计、电加热棒(加热面积为0.05m 2,功率为1500W )、控温电热棒(200W )、温度计接口、测压口和取样口,分别用于观测釜内液面高度、控制电加热量、测量釜温、测量塔板压降和塔釜液相取样。塔顶冷凝器为一蛇管式换热器,换热面积为0.06m 2,管外走蒸汽,管内走冷却水。 回流分配装置由回流分配器与控制器组成。回流分配器由玻璃制成,两个出口管分别用于回流和采出,引流棒为一根4mm 的玻璃棒,内部装有铁芯,可在控制器的作用下实现引流。此回流分配器既可通过控制器实现手动控制回流比,也可通过计算机实现自动控制。 板效率是体现塔板性能及操作状况的主要参数,主要包括: 1、总板效率 Ne N E
3、1 -= 式中: N 理论板数 Ne 实际板数 2、单板效率 *11n n n n ml x x x x E -=- 式中: E ml 以液相浓度表示的单板效率; x n ,x n-1第n 块板和第n-1块板液相浓度; x n * 与第n 块板气相浓度相平衡的液相浓度。 塔釜再沸器沸腾给热过程: m t A R U Q ?=2 式中:Q 加热量,kw ; U 加热电压,V ; R加热电阻,28.5; 沸腾给热系数, kw/m2K; A传热面积,0.05m2; t m加热器表面与温度主体温度之差,K。 三、操作: 图1、精馏实验流程 1、配料罐 2、循环泵 3、进料罐 4、进料泵 5、塔釜冷凝器
4、 6、型管 7、塔釜加热器 8、视盅 9、旁路阀 10、进料流量计 11、回流比分配器 12、塔顶冷凝器 1)配料。在配料罐中配制乙醇体积分率为20的乙醇、丙醇溶液,启动循环泵搅匀并打入进料罐中。 2)进料。开启进料泵,调节旁路阀、进料口阀门、进料流量计阀门等,向塔内进料至液位计高度4/5左右。 3)全回流操作。先开塔顶放空阀门,然后按下塔釜加热器“手动加热”绿色按钮,调节加热电压至100V,或选择“自动加热”模式,打开冷却水,有回流后根据汽液接触状况对电压适当调整;约20分钟稳定后塔顶、塔釜及相邻两块塔板取样分析数据。 4)部分回流操作。开进料泵、进料罐阀门及塔中进料口阀门,调整进料量为30
5、ml/min,设置回流比为相应的数值34,开塔釜出料阀门及型管阀门,调整合适的加热电压,稳定20分钟后塔顶、塔釜取样分析。5)切换为“手动加热”模式,手调改变加热电压,观察液泛和漏液现象。6)实验完毕后停泵,关塔顶放空阀门,关进料罐阀门,关塔中进料口阀门,最后关冷却水。 注意事项: 1)用计算机控制时,塔釜加热采用“自动加热”模式,“塔釜温控”、“回流比”等可通过数据采集界面在计算机前修改。 2)为保证精馏塔的常压操作,塔顶放空阀在设备运行时一定要打开; 3)塔釜加热启动后,冷却水一定要接通; 4)操作时,塔釜液位不要低于液位计1/2,以免烧坏加热器; 5)取样时,针头不拔出,只动针管,以免损
6、伤氟橡胶垫而漏液; 6)阿贝折光仪的使用。 三、软件安装与使用 1、计算机设置 1)WindowsXP操作系统,分辨率1024768,120dpi; 2)1个串行通讯口。 2、软件安装 将光盘放入驱动器,打开精馏实验文件夹,双击运行安装程序。 3、软件使用 通过开始菜单启动软件,进入开始画面。点击“数据采集”进入采集画面如图2,将现场数据采集到计算机。 图2 9号方框右边的物理量显示为红色字体,用鼠标左键单击该物理量符号,即弹出一对话框,此时可通过计算机修改该物理量的设定值,用于自动控制实验。回流比方框也可通过计算机设定。其它显示黑色字体的物理量没有计算机设定功能。 点击“实验结果”进入数据画
7、面,输入数据后得到结果如图3。 图3 温馨推荐您可前往百度文库小程序享受更优阅读体验 不去了立即体验附录 1、乙醇丙醇平衡数据(p=101.325kPa) 2、部分仪表参数设定 说明: 1)仪表显示窗口分上下两组,上组PV窗口显示测量值;下组SV窗口显示设定值,只有控制功能的仪表该数值有用,通过手工或计算机修改。2)手动修改按一下“”键,可看到一个小数点在SV窗口某数位右下角闪烁,再按“”、“”即可修改数值。 3)对有控制功能的仪表,SV值设定后,PV值波动较大时,可通过自整定(调Ctrl=2)使PV值稳定。 4)当PV窗口测量值有偏差时,可通过改变SC参数值来消除偏差。 关于其它仪表参数的修改,请参阅AI人工智能工业调节器使用说明书。 3、回流比控制器使用说明 1)仪表显示窗口分为回流时间(199s )、采出时间(199s )两组,回流比为上、下数字的比值。 2)“”键表数位移动,“”、“”键用于改变数值,“”键表运停。 4、实验数据记录表格 表1 确定40条件下,W 乙醇=a+bn d 中的参数a 、b 表3 部分回流原始数据表 (进料量30ml/min ,D 、W 根据物料衡算获得) 表4 沸腾传热实验数据表(总电阻R=28.5,传热面积S=0.05m 2,) 精馏仪表柜电路图 - - 7
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